矿井供电系统防越级跳闸技术研究

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1、矿井供电系统防越级跳闸技术研究张毅陕西陕煤黄陵矿业集团一号煤矿摘要：矿井供电系统作为保障矿井安全、高效生产的重要系统，在实际生产中占有重要地位，但在实际生产中我们经常会遇到矿井供电系统越级跳闸故障，该故障已严重影响到矿井供电的连续性、可靠性。为有效预防矿井供电系统的越级跳闸故障，基于供电系统越级跳闸主要动作机理，研究了矿井供电系统防越级跳闸策略，并在矿井中得到了有效应用，以期能有效解决矿井供电系统越级跳闸故障，更好保障矿井电能的连续可靠供应。关键词：供电系统;越级跳闸;机理；策略;应用;作者简介：张毅（1987-），男，陕西铜川人，本科

2、，助理工程师，现在陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿工作，研究方向:矿井供电。0引言确保安全是进行一切生产活动的基础，对于煤矿开采这种高危行业來说更是如此，而矿井生产离不开电能，因此，确保矿井供电系统的安全可靠运行是确保矿井安全生产的基础。在矿井供电系统中我们通常会采用6kV或10kV的电压等级，单侧电源3-4级干线式供电网络进行供电。供电线路短是矿井供电的一重大特点，这样供电线路两端实际电流值通常差别不大，基于此当供电系统发生短路时，因整条线路实际电流值大致相同，依据电流值大小来探寻故障点的具体位置便很难。对此只能通过设定上级开关与下级

3、开关的具体动作延时时间来把故障线路的供电及时切断，而矿井又无法借助设定时限级差来让开关实现顺序跳闸，这样当供电系统出现短路故障时，便时常发生越级跳闸现象，这种现象时常会造成矿井大面积停电，以致矿井很多安全设备无法正常运行，如通风机，瓦斯检测监控设备等，易造成矿井瓦斯失控，给矿井生产埋下重大安全隐患，因此我们必须重视研究矿井供电防越级跳闸技术。1矿井供电系统越级跳闸机理在Fl常生产中，我们所说的矿井供电系统越级跳闸主要指，当供电系统发生故障后，负责该级供电线路的开关未及时跳闸断电，而其上一级开关发生了跳闸动作。发生越级跳闸的机理主要为：1

4、）供电线路较短。矿井所用供电线路一般较短，通常在1km与3km之间，整条线路电流值不会存在太大偏差，若用电流值大小来判断线路具体故障位置通常不可行，只能选用逐级延时跳闸的方式来科学、合理地整定开关，这样在遇到等级过多的供电线路时，易造成上级的设定时间到达上限时长儿乎一致于下级的设定时间，当供电系统发牛故障时，易引发越级跳闸故障。2）开关控制电源缺少专用电源。矿井中防爆开关中布设的保护装置所用的电源大多來自供电线路，当遇到供电系统发生故障时，如供电系统发生短路故障后，会使线路电流迅速增大，电压出现下降，而因保护装置的电源来自线路，因此保护

5、装置所用电源木身就存在问题，可能会出现误动作，发牛越级跳闸故障。3）失压保护造成。人们通常会应用失压脱扣器来进行防爆开关失压保护，但失压脱扌】1器的动作状态与电压存在一定关系，在供电系统岀现短路故障后，会导致供电电压降低，使失压脱扣器发生动作，引发各级开关发生无序跳闸现象。4）运行方式存在较大差异。当系统实际运行方式存在较大差异的情况下，系统会存在很大的电流差值。当运行方式为最大运行方式时，会有较大的电流值，而当实际运行方式为最小运行方式时，而系统电流值乂会较小，这样易引发越级跳闸。2矿井供电系统防越级跳闸技术在实际生产中，我们常见的矿

6、井供电系统防越级跳闸技术主要有三种:采用最新的网络智能继电保护、给防爆开关加装独立电源以及以GOOSE闭锁为基础的短路保护。若选用网络智能继电保护技术可对矿井供电系统进行有效的全线防越级保护，该种保护易设置，且具有较高的可靠性，灵皱性也相对较好，但实际改造作业投资过大，成本较高。另外给防爆开关装设专用后备电源，这样可很好解决由于线路发生故障，引发保护装置供电电源波动带来的越级跳闸问题，但若想增设独立电源必须进行独立布线，这样一方面操作起来较繁琐，另一方面会显著增大防越级跳闸成本，具有一定局限性。对此，本文主要研究采用以GOOSE闭锁为基

7、础的短路保护进行防越级跳闸。基于GOOSE闭锁的保护技术属于一种可进行选择性的保护技术，其主要是以矿井当前的以太网为基础，借助以太网把开关动作信号通过GOOSE技术向开关设备进行传输，以达到选择性跳闸的目的。该项技术不仅相对较好实现，而且可靠性相对较高，实际经济性也相对较好。当前很多矿井都铺设了光纤主干网，供电系统屮的很多保护大多以各种形式接入了监控系统。基于GOOSE闭锁的短路保护系统，可通过在当前的保护上加设必要的以太网接口，并对GOOSE的有效闭锁时间进行整定，以让GOOSE的各种动作信号都在通讯接口上完成，统一管理整个供电系统，

8、当系统出现故障后，进行选择保护，以实现最终有效防止矿井供电系统越级跳闸的目的。MlM2M3保护控制器1保护控制器2保护控制器3以K1VK3地面变电所井下中央变电所采区变电所图1矿井供电故障示意图下载原图当矿